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伱了解激光切割機器人嗎?看完這篇文章伱就全明白了

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伱了解激光切割機器人嗎?看完這篇文章伱就全明白了

發布日期:2019-04-24 作者: 點擊:

一、概論


激光切割機器人可用于切割、鑽孔。它發出的激光在光束質量和發光機理上與普通的光不一樣。激光可以是連續的也可以是脈沖的。它基本上是單色光(單波長),且準直性好、功率密度高(亮度高),甚至比太陽光亮幾十倍。


在下常操作和維護時最好都戴上至少是0D8的防護眼鏡。


切割的危險材料:鏡面材料、鍍鋅或電鍍金屬、特氟綸(PTFE)、來克桑(聚碳酸脂)和ABS(丙烯)塑料、PVC(聚氯乙稀)、不鏽鋼(産生氧化鉻,對皮膚有刺激性和腐蝕性,而且還很可能緻癌。)


二、機械組成


1、光束傳輸系統。包括内部光路、準直器、切割頭組件。内部光路用到了四個折疊鏡和一個相位延時器。準直器(擴束器)用來改變光束直徑。通過切割頭的最大允許直徑為35mm,光束調節即意味着輸出的激光束可根據機器的切割範圍進行調節以達到最好的光束直徑。機器的切割範圍定義為切割時光束的最小行程和最大行程之間的切割行程。切割頭就是在切割時通過一個聚焦透鏡并采用一個與光束同軸的輔氣噴嘴将光束垂直引導到工件表面。同時,通過高度跟随方式,切割頭自動調節工件表面的最佳聚焦位置。


2、激光發生器。功率從1200W到4000W。


3、計算機數控。直線插補、圓弧插補、樣條插補、軸向放大、編程旋轉、回路折回、手動脈沖發生器、無限可變0—150%速度超越、機械位置顯示、工件位置顯示、同步編程和加工、多個程序保存、程序編輯、參數可變編程、環境轉變、切口寬度補償前視、嵌套子程序、調入副程序、集成編程邏輯控制器、存儲軸向限度、交互式對話編程、人工數據輸入、序列I/O RS232、激光功率坡調及常矢量速度。


4、水冷系統。循環冷卻水用來冷卻激光内部工作物質和外光路(透鏡和鏡子),使之保持最佳工作溫度。

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三、切割控制說明


1、聚焦長度。從透鏡到焦點的距離稱為焦距。通常噴嘴是固定的因此焦點就位于材料之上或表面之下。


2、表面跟蹤。高度跟蹤方式有LVDT高度傳感器和電容高度傳感器兩種。


3、同步脈沖輸出。在連續波輸出(CW)方式下,激光功率由操作者設置為恒定。在進行邊角切割時,周圍區域的熱量增加,這是由于此時機器通過邊角時需進行加速或減速,而且邊角的物理結構也限制了材料的發熱不容易很快散掉。為控制過熱的産生,采用了同步脈沖工作方式。進行脈沖切割時,脈沖周期占空因素與實際的機器速率有關。例,如機器沿直線運動,它将會按照100%的編程設定的速度運動,但如果切割邊角時機器就必須減速然後加速,此時如切換到脈沖工作方式且速率取決于占空因素,則功率降低從而保持功率與速度一緻,然後機器加到100%的設定速率後又回到連續工作狀态。


4、激光器控制。激光三維切割機器人激光器的工作方式主要為連續波方式 ,此時激光器輸出功率穩定;也可采用脈沖方式,此種方式激光器開啟和關斷迅速。


5、功率坡調。與同步脈沖方式很類似但不轉為脈沖方式而用連續方式,且當機器通過邊角時,連續功率會随着實際的機器速率的增加和減少而變化。


6、輔氣選擇和壓力設定。輔氣是用來保護透鏡和對材料去除處理起輔助作用的。壓縮氣體或惰性氣體是用來使非鐵性材料在切割過程中去除熔化和蒸發材料并盡量減少燃燒發生的可能性。活性氣體用來加速熱反應過程。高速切割薄闆材料時典型壓力值為300-500kpa,用來防止在切割面背面形成熔渣。如果材料厚度增加或是加工速度減小則吹氣也随之減少。


四、控制面闆


1、“LASBRs/by”,激光待機,不會消耗氣體,電量耗費也最小。


2、“GAS OPIDE”的黃色按鈕用來清除預設的氣體壓力互鎖狀态。


3、“PLUSED LASER MODE“,選擇脈沖打開或關閉。


4、“MPG”進給,即手輪進給,先将進給率調到零點(注意,隻有在數控部分處在非循環狀态時才能選擇MPG進給,可通過徨按鈕上的燈熄滅知道。


5、“SINGLE”單個模塊運行,完成一個模塊後會退出循環,再次按此按鈕将執行下一模塊。


6、“FEEDRATE OVERRIDE”旋鈕是進給率清除控制,可以通過(步進、自引導或者回零)的手動功能直接控制軸的橫向進給的速度,這個旋鈕也可以從0-150%清除程序設置的進給率。哪一個旋鈕處在激活狀态依賴于哪一個循環開始按鈕補按下。如果徨開始按鈕補按下,媽麼,控制台上的轉盤處在激活狀态。進給率的清除量是連續可變的。


7、“FOCAL HEIGHT“聚焦高度控制旋鈕。在表面跟蹤模式下旋轉它時,可以精确調整切割頭組件相對于高度檢測系統監控的位置。可以沿着Z軸方向調整聚激光光束焦點到伱所需 要的相對于工件表面的高度。高度控制旋鈕可以通過控制面闆的按鈕(清除聚焦高度)禁止掉。在這種模式下,聚焦高度有一個附加用百分比表示的偏移,這個偏移是由聚焦高度控制旋鈕所能達到的最大行程所限制。


五、激光處理原理


1、透鏡的選擇。一套性能良好的透鏡會将一無發散角的光束聚焦成無限小的光斑。一般用5。0英寸焦距的透鏡。7。5英寸透鏡僅用于(>12mm)厚材。


2、激光三維切割機器人激光光束特性影響到激光功率密度。A模式:激光既然是光就會有電磁輻射。光通過空間的路徑改變可有數學描述。對激光來講,此描述稱為模式,并用TEM數字表述。TEM代表激光橫向電磁分布。此模式分為高斯模式(适用于小于1500W)、低階模(二氧化碳激光器100W-3000W)、多模(3000W以上)。


3、切割速度。速度太慢時,羽狀火星粒束直接向下流;速度太快時,羽狀火星粒束與垂直方向成一銳角且不穩定。羽狀火星粒束與垂直方向成一鈍角時為合适的速度。


4、激光三維切割機器人激光光束的偏振物性。激光象其它任何電磁波的傳輸一樣也具有兩個方向上互相垂直的電矢量和磁矢量且二者均與激光傳輸方向正交。一般認為電矢量的方向即為光束的偏振方向。光束偏振物性影響到材料對光束能量的吸收。與光束偏振方向平行切割就會得到窄的切口且其邊緣光滑平直。如果切割方向與偏振面有一角度則能量吸收減弱,切割速度變慢,切口變寬,邊緣粗糙且與材料表面不成直角。一旦切割方向與偏振方向垂直,則邊緣不會粗糙但切割速度更慢,毀口更寬,切割質量明顯下降。盡管原理上要求如此,但要在多軸運動過程中始終保持切割方向與偏振方向平行很難實現。為克服此不穩定性,配備了相位延時器。研究表明圓偏振光最适于切割金屬。大多數激光器産生的為與垂直方向成45度的偏振光。相位延時器将此線偏振光轉換成圓偏振光。這種方法對切割金屬很有效,但對塑料和木材等其它材料不起作用。


5、輔氣選擇和氣壓設定。高速切割薄闆材料時典型壓力值為150-300kpa,切割12厚的鐵闆通常僅需40-60kpa。


六、附注


設置氣壓。輔助氣體氣壓是由數控機控制的。正确的做法是必須校準氣壓控制器,校準時,選擇自動模式,激活程序118ppsysgas-setup.pp。激活該程序之後,按下循環運行按鈕,遵照屏幕的提示,程序将會自動校準氣壓系統。

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相關标簽:激光切割機器人,激光三維切割機器人

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